新型分动式六臂井径测井仪推靠系统运动学及动力学分析

推靠系统是井径测井仪实现井筒直径大小测量的主要组成部分,其运动、动力特性与测井数据的准确性紧密相关。为了进一步提高推靠系统的传动性能,结合封闭矢量多边形投影法和矩阵法,对推靠系统打开、测量两种运动状态进行了运动特性分析。在对六臂井径测井仪推靠系统运动学分析的基础上,运用动态静力学方法,对推靠系统两种运动进行了动力特性分析。基于Adams软件进行实例仿真,得出了推靠系统各构件的位移、速度和加速度随时间变化的规律曲线,以及各构件的受力情况,辅助分析和验证了其系统的运动规律,为进行六臂井径测井仪推靠系统的优化设计提供了理论依据。     

小井眼微地震测井仪推靠装置运动特性分析与试验研究

为改善井中微地震测井仪推靠装置结构复杂难以满足小井眼测井，或在小井眼测井中运动可靠性低、推靠耦合不稳定的问题，研制一种外径60 mm，适用于127～165.1 mm井径的微地震测井仪推靠装置。依据推靠装置工作原理应用闭环矢量法建立推靠机构数学模型，利用数值分析推靠机构运动特性，研究各构件的位移、速度及加速度，通过Adams仿真软件分析推靠机构运动规律，与数值计算进行对比验证数学模型合理性。结果表明：推靠臂完全打开时间为15 s，在最小适用井径127 mm时推靠力为390 N，最大适用井径165.1 mm时推靠力为342 N，样机试验表明，推靠力试验值与理论值相差2.1%，最小推靠力达到仪器自重3倍以上，能实现井中停靠并与井壁良好耦合，验证了推靠装置的运动合理性和可靠性，为后续推靠机构优化提供理论参考。     

新型分动式六臂井径测井仪推靠系统推靠臂轮廓线研究

目前,我国井径测井仪推靠臂采用偏心圆弧线型,其存在动载荷大、传力效果差、仪器寿命短等问题。针对以上问题,对推靠臂采用渐开线、阿基米德螺旋线和偏心圆弧线3种结构方案进行参数化设计,并对3种推靠臂凸轮运动特性及机械效率进行了分析研究。分析得知,分动式推靠系统中采用渐开线型推靠臂结构能大大改善活塞杆的受力特性,减少摩擦磨损,进一度提高测量精度。运用ADAMS/View模块建立3种分动式推靠系统打开、测量模型,设置初始参数并进行运动仿真;得出了3种运动状态活塞杆的运动轨迹曲线,验证了其运动规律,为井径测井仪结构优化设计、改善性能提供了理论依据。     

牛头刨床的椭圆齿轮法优化设计

建立牛头刨床传动机构数学模型,分析牛头刨床的运动特性,提出将椭圆齿轮机构引入牛头刨床传动机构中,通过与复合形法优化的牛头刨床对比,表明椭圆齿轮法优化的牛头刨床推程速度平稳性显著提高,空行程时间大大减少。同时明确偏心率大小对推程速度误差和空行程时间的影响。最后,为简化结构,将椭圆齿轮机构内置于减速器中,设计出相应的椭圆齿轮减速器,并完成椭圆齿轮的三维建模及椭圆齿轮减速器的虚拟装配,为椭圆齿轮减速器在牛头刨床中的应用提供一定的理论依据。     

六连杆机械压力机传动机构优化设计

在分析六连杆机械压力机传动机构结构尺寸设计和运动包络线基础上,建立了传动机构运动不干涉约束条件,以滑块在工作行程内速度波动量最小和接触板料速度最小为优化目标,采用惩罚函数和复合形相结合的优化算法,进行六连杆传动机构优化设计。从而解决以往的文献在进行机械压力机传动机构优化设计时,由于均未考虑传动机构的结构设计导致的运动干涉,致使优化结果难以应用到实际工程中的问题。优化算例表明,滑块速度曲线有明显改善,减小了滑块对板料的冲击,同时优化后的杆系参数能够满足各传动构件结构设计和运动不干涉要求,为六连杆机械压力机传动机构参数设计提供了有效方法。     

基于Creo2.0偏置曲柄滑块机构优化设计

针对偏置曲柄滑块机构传动质量的要求,基于Creo2.0软件,通过对偏置曲柄滑块机构进行运动分析,提出了一种在满足机构行程速比系数K和滑块工作行程S的前提下,使机构工作行程中的最大压力角最小化的设计方法,从而提高了曲柄滑块机构力的传动性能。该方法在机构设计中实用、方便。     

基于CATIA DMU的门锁系统运动仿真与设计优化

为解决汽车门锁系统拉杆传动的行程匹配困难与精度低的问题,对车门锁系统拉杆传动机构的运动特点进行理论分析,应用CATIA DMU Kinematics模块建立车门锁系统运动机构的运动仿真模型,通过动态分析输出了各构件的行程对应关系曲线,简化了行程匹配过程,提高了行程匹配精度,避免了样车试装阶段的反复调整。并应用CATIA DMU Kinematics模块对运动件的空间距离进行了动态分析,通过输出动态距离曲线与包络面来优化锁系统的布置。     

特高压断路器连杆传动机构效率优化研究

针对特高压断路器连杆传动机构效率低下、传动可靠性不高的问题,通过对特高压断路器连杆传动机构的组成原理进行分析,建立了特高压断路器连杆传动机构的运动微分方程,并根据能量守恒原理建立了该传动机构的效率计算模型,对模型进行求解后得到该传动机构效率随行程的变化规律;然后在保证特高压断路器连杆传动机构满足特定运行要求的基础上,根据机构效率模型的求解结果,通过改变连杆传动机构的铰接点位置和杆件长度,设计出了新的连杆传动机构优化方案,传动角接近90°,传动效率提高6%以上,使连杆机构达到更好的传动效果。研究结果表明,所建立的机构效率计算模型和优化设计方案可有效提升特高压断路器传动机构的传动效率和工作性能。     

平面连杆机构平均传动角及其应用研究

指出了用最小传动角衡量机构力传递性能的不足,提出了机构工作行程平均传动角的概念.计算结果显示,相对最小传动角,平均传动角更好地反映了机构力传递性能.分析了计算曲柄摇杆机构平均传动角的主要问题,给出了曲柄摇杆机构平均传动角的计算框图,简要分析了工作行程平均传动角在平面连杆机构设计中的应用.     

具有急回特性的插齿主运动机构优化

对具有急回特性、可应用于插齿机主运动的双曲柄滑块六杆机构进行了优化研究,使其在工作行程内速度均匀,缩短了工作空行程,提高了回程速度,可以大大改善插齿机主运动性能,提高插削效率和插齿齿面质量。     

一种风力推料机构的设计

设计了一种风力推料机构,通过风能带动偏心圆盘机构和凸轮结构,进而再带动推杆实现设定范围的间歇推料动作。在整个机构的设计中,通过齿轮的啮合传动,将风能所提供的动力传递给凸轮轴,由凸轮轴带动偏心圆盘及推杆实现纵向推料动作;同时,可使凸轮轴利用螺旋槽带动传动滚子及推杆实现横向推料动作。在整个机构中,采用洁净的风能作为动力源可大大降低生产和使用成本,对绿色环保和节能减排有着重要的意义。     

智能汽车集成式线控制动系统传动机构优化设计

随着汽车智能驾驶技术的快速发展,线控技术正加速制动助力系统和主动制动系统向电气化和集成化方向发展。在介绍国际知名厂商研发的制动助力和主动制动二合一集成系统(One Box)产品及其传动机构特点后,提出了基于单电机+双作用制动缸构型的集成式线控制动系统,相较传统助力器(booster)+汽车电子稳定控制系统(Electronic stability controller,ESC)的组合系统,能够更好地满足汽车对制动系统功能、空间等设计需求。传动机构能够降速增扭、运动副转换,是集成式线控制动系统主动建压的基础。对比几种传动机构组合的优缺点,基于制动系统的设计指标以及电机性能曲线,建立传动机构的数学模型。基于约束优化设计方法以及Matlab/Simulink与AMESim联合仿真模型和控制器,对传动机构的减速比进行了设计匹配和仿真验证,得到了两组最佳的齿轮副传动比。对两组设计的齿轮副进行了有限元强度校核和疲劳寿命计算,按照有限元仿真结果,推荐传动比为2.4,主动轮齿数15,从动轮齿数36的方案为最优选择。基于理论分析与仿真分析结果,研制了一台样机,并设计开发了专用试验台架,通过台架试验证明了设计方法的可行性,为类似制动系统的优化设计提供了新的思路和参考。     

按许用传动角反求曲柄滑块机构最大行程速比系数的新方法

单向工作的曲柄滑块机构，机构的行程速比系数愈大，滑块回程用时愈短，机构的工作效率愈高。但同时机构的最小传动角会减小，机构的运动性能会趋劣。本文利用机构的几何关系，应用最优化技术，针对机构许用传动角[g]，采用0．618法一次寻优，快速确定出机构具有最大行程速比系数Kmax。例举了设计实例，并通过实例对比，指出前期一些文献计算方法和计算结果的不妥。     

制动气室推杆行程故障诊断

推杆行程失调会引起客车制动力的损失,使制动力矩减小,针对此问题提出了一种诊断制动气室推杆行程失调故障的方法。分析了气制动系统中的制动总阀和制动气室的工作状态,利用模型对制动气室伸出推杆的行程值进行理论估计,通过判断估计值是否落在规定的推杆有效行程范围内,对系统是否存在推杆行程失调故障进行判断。然后搭建了整车气压制动系统模拟试验台,针对整车制动系统进行制动性能模拟试验,对制动气室的气压变化量进行测量,将归一化后的试验值与理论值进行比较,对气制动系统是否存在推杆行程失调进行了诊断。试验结果表明,该模型能很好地对气制动系统推杆行程失调进行故障诊断。     

气缸驱动摆臂式高承载抬起机构

滚道输送线是工业生产中广泛应用的一种装配输送设备,抬起机构是滚道输送线上抬起装配托盘并使之与滚道分离的主要装置。本文提出了一种气缸驱动摆臂摆动实现装配托盘升降的高承载抬起机构,通过对该抬起机构的机械结构和工作原理进行介绍,阐述了该机构的高承载性能和侧置驱动优化空间布局的结构特点;同时,对该抬起机构的承载载荷、运行速度和抬起行程进行了理论分析,给出了一套设计参数。该抬起机构解决了滚道输送线不适应高承载的难题。     

A comprehensive genetic algorithm for design optimization of Z-bar loader working mechanism

The operation mechanism is generally considered as a key component of a wheel loader. Its working performance has great influence on the service life, stability, efficiency and economy of the loader. This paper establishes a mathematical model of Z-bar loader mechanism in polar coordinate with four-bar linkage and six-bar Watt linkage synthesis, investigates the working performance, such as mechanism transmission ratio, carry stability, parallelism, dumping in any position, bucket flat setting, maximum dig depth, extreme transmission angle and so on. Then we explore new design methods of joint-position of Z-bar loader linkage between tilt cylinder and loader frame to perfect some of the performance. A new method, comprehensive genetic algorithm, is presented to optimize non-linear equation with multi-constraints, and the results improve the multidisciplinary performance. Furthermore, a virtual prototype of the working mechanism is modeled to simulate and verify the optimization results.     

摆动活齿传动机构的传动性能分析与参数优化设计

研究了摆动活齿的一个工作循环运动状态,摆动活齿具有"运动倒置"特征.分析了摆动活齿啮合副的啮合过程.利用摆动活齿传动等效机构,分析其传动性能和最小传动角的位置.建立了以体积最小为目标的单目标优化数学模型,对摆动活齿的传动参数进行了优化设计,为改进摆动活齿传动的设计方法手段和提高其产品设计质量提供了技术支持.     

偏心渐开线齿轮传动的不等分模型及其数值解法

针对等分模型下配对齿工作齿廓出现实际啮合不会发生的齿廓交叉或者分离现象,根据渐开线齿廓啮合几何关系,提出一种不存在假设误差的偏心渐开线齿轮传动不等分模型,以奇数齿偏心齿轮传动为例,给出不等分模型数值求解的完整算法。根据内公切线与两轮配对齿工作齿廓的交点数不同,啮合点搜索算法能处理任意转角关系下连续转动的4种情形,能正确产生7种不同的配对结果。计算结果表明,几何中心连线与内公切线段的交点不相互等分两线段,啮合点不总是在内公切线上,和轴心距大小无关。当基准齿工作齿廓坐标点数为5 000点时,啮合点搜索的坐标控制精度可达到0.001 mm,转角误差精度可达到0.001°,计算方法可以得到非常精确的转角关系,可以为偏心齿轮传动的准确分析和优化设计提供依据。     

按最小传动角设计双曲柄机构

以双曲柄机构的尺寸参数为设计变量，提出了一种工作和非工作行程分别按不同的许用传动角设计双曲柄机构的新解析法，给出了机构设计的可行域，并将这种方法推广到按照最小传动角设计最佳传动双曲柄机构，还给出了设计实例。